摘 要: 亞麻(Linum usitatissimum L.)是重要的纖用作物，GRAS基因家族在植物生長發(fā)育中具有重要作用。研究利用生物信息學(xué)從亞麻全基因組數(shù)據(jù)庫鑒定 LuGRAS 蛋白序列，經(jīng) SMART 和 Pfam-search 去除冗余序列后，通過 ExPASy ProParam、TBtools以及 MEGA7.0 等進行理化性質(zhì)、染色體定位和系統(tǒng)進化等分析，結(jié)合轉(zhuǎn)錄組測序(RNA-seq)分析亞麻GRAS家族成員在不同組織、不同時期的表達模式，并用實時熒光定量PCR(qRT-PCR)技術(shù)檢測部分具有顯著差異的LuGRAS 基因在赤霉素處理后的表達情況。通過共表達網(wǎng)絡(luò)對 LuGRAS 基因之間的關(guān)系進行分析。結(jié)果表明：從亞麻全基因組中鑒定出114個 LuGRAS 轉(zhuǎn)錄因子，根據(jù)親緣關(guān)系遠近分為10個亞族；亞麻GRAS蛋白氨基酸數(shù)介于135~1377個，分子量介于15.3~152.9kDa，平均等電點5.96，除LuGRAS114外，其他 LuGRAS 基因分布在15條染色體上；基于亞麻RNA-seq數(shù)據(jù)，可以將 LuGRAS 基因分為7組；通過qRT-PCR 驗證8個表達量具有顯著差異的 LuGRAS 基因，結(jié)果顯示，有4個 LuGRAS 基因經(jīng)赤霉素處理后不同時間段的表達量變化明顯。LuGRAS50與LuGRAS94的表達模式表現(xiàn)出極高的正相關(guān)關(guān)系，LuGRAS38和LuGRAS50與LuGRAS94之間可能存在負調(diào)控關(guān)系。以上結(jié)果將為進一步研究 LuGRAS 基因的生物學(xué)功能及其在亞麻生長發(fā)育中的表達模式提供理論參考。
關(guān)鍵詞:亞麻；GRAS基因家族；全基因組；生物信息學(xué)分析；表達分析
GRAS轉(zhuǎn)錄因子是植物生長發(fā)育中不可或缺的一類蛋白,是早期被發(fā)現(xiàn)并研究的轉(zhuǎn)錄因子家族之一。GRAS名稱來源于該家族最先鑒定出的3個轉(zhuǎn)錄因子：GIBBERELLIC-ACIDINSENSITIVE(GAI)、REPRESSOR of GAI(RGA)和SCARECROW(SCR)[1]。GRAS蛋白的C末端區(qū)域的高度保守區(qū)域通常被稱為GRAS結(jié)構(gòu)域。典型的GRAS蛋白的長度為400~700個氨基酸，一般由5個典型的高度保守結(jié)構(gòu)域組成：leucine-rich region I(LHRI)、VHIID、leucine-rich region II(LHRII)、PFYRE和SWA。其中，VHIID結(jié)構(gòu)域是GRAS蛋白的核心結(jié)構(gòu)域，幾乎存在于所有的GRAS蛋白中，并且參與蛋白與DNA之間以及蛋白與蛋白之間的相互作用。GRAS蛋白的N末端是一個高度可變的區(qū)域，包含兩個高度保守的蛋白結(jié)構(gòu)，DELLA和TVHYNP。由于具有不同的N末端基序，GRAS蛋白可以與不同靶蛋白結(jié)合，從而增加了基因功能的多樣性[1-3]。目前，在擬南芥、水稻和玉米等多個物種中分別鑒定出GRAS蛋白[4-6]。根據(jù)氨基酸序列的保守性及其功能特性的不同，GRAS蛋白家族被細分為多個亞家族，這些亞家族分別依據(jù)其代表性成員的名稱或共有的關(guān)鍵結(jié)構(gòu)域來命名，具體包括SCL3、PAT1、SHR、LISCL、DELLA、SCR、LAS、DLT、HAM和SCL4/7等[7]。不同的亞族參與的生理生化反應(yīng)各不相同。赤霉素通過調(diào)節(jié)DELLA-SPL9復(fù)合物活性抑制擬南芥腋芽的形成[4]。類似地，LAM也被發(fā)現(xiàn)能夠調(diào)節(jié)草莓腋芽形成[8]。PAT1和CONSTANS-Like13能夠協(xié)同調(diào)控芥菜的分枝和開花[9]。
亞麻(Linumu sitatissimum L.)是亞麻科(Linaceae)亞麻屬(Linum)一年生草本植物，是我國重要的經(jīng)濟作物之一[10]。研究[11]表明，向亞麻葉片噴施赤霉素后，能夠顯著提高亞麻的株高、工藝長度和原莖產(chǎn)量，從而影響亞麻的生長發(fā)育。在亞麻的快速生長期中，存在一個關(guān)鍵的生長點，被稱為“snap point(sp)”，該點通常距離植株頂部6~8cm。在sp點之上，韌皮纖維細胞處于快速伸長階段，這對于纖維亞麻的生長發(fā)育至關(guān)重要[12]。本研究以亞麻RNA-seq數(shù)據(jù)為參考，對亞麻中的GRAS成員進行了系統(tǒng)的生物信息學(xué)分析，為今后分析其功能提供依據(jù)。
1 材料與方法
1.1 植物材料
試驗于2023年10—12月在南通大學(xué)嗇園校區(qū)氣候室進行。供試材料為黑亞16號，來源于黑龍江省農(nóng)業(yè)科學(xué)院經(jīng)濟作物研究所，是高纖亞麻品種。取直徑20cm、高22cm的塑料花盆，種植在花土和蛭石質(zhì)量比為3：1的土壤中，每盆播種10～15粒，出苗一周后進行間苗，每盆留苗5株。在25℃的溫室中生長，光照16h，暗處理8h，相對濕度為70%，持續(xù)30d（（從樅形期到快速生長期）。在該環(huán)境下，當(dāng)亞麻植株進入快速生長期時，使用濃度為100mg/L和300mg/L的赤霉素溶液，均勻噴灑在亞麻葉片上。在處理后的不同時間點(0、3、6、12、24、48h)收集亞麻主莖sp點上部(距離莖尖1~3cm)的莖組織樣品。同時，生長相同時間的植株僅進行噴水處理作為對照。所有樣品進行3個生物學(xué)重復(fù)的采集。采集后，立即使用液氮進行速凍，并將樣品保存在—80℃的冰箱中。
1.2 亞麻 GRAS 基因家族成員的鑒定、理化性質(zhì)
從 figshare 網(wǎng)站下載亞麻基因組蛋白文件(https://figshare.com/articles/dataset/Annotation_files_for_Longya-10_genome/13614311)。從pfam(http://pfam.xfam.org/)中下載 LuGRAS基因家族保守結(jié)構(gòu)域(PF03514)的隱馬爾可夫模型(HMM)，對檢索到的 LuGRAS 序列進行BLAST比對，參考染色體位置，利用pfam-search(http://pfam.xfam.org/search#tabview=tab1)與Smart(http://smart.embl.de/)對 LuGRAS 蛋白序列進行驗證，最終保留含有 LuGRAS 結(jié)構(gòu)域的蛋白。得到 LuGRAS 基因家族成員，按其在染色體中的位置依次命名。從植物TFDB(http://planttfdb.cbi.pku.edu.cn/)中獲得擬南芥和水稻GRAS基因的蛋白質(zhì)序列。利用在線軟件ExPASy(https//web.expasy.org/protparam/)計算 LuGRAS 家族成員蛋白質(zhì)的理化性質(zhì)。
1.3 亞麻GRAS蛋白的系統(tǒng)發(fā)育分析
使用 Clustal X(2.0版)的默認參數(shù)對亞麻與擬南芥 GRAS 蛋白進行多序列比。使用 MEGA(7.0版) 和1000個 bootstrap 重復(fù)，采用 Neighbor Joining(NJ)方法制作亞麻和擬南芥的系統(tǒng)發(fā)育進化樹。
1.4 保守基序和基因結(jié)構(gòu)
使用基因結(jié)構(gòu)顯示服務(wù)器(GSDS：http://gsds.cbi.pku.edu.cn)獲得基于CDS和基因序列相對應(yīng)的內(nèi)含子和外顯子的基因結(jié)構(gòu)。利用MEME(https://meme-suite.org/meme/tools/meme)(設(shè)定基序數(shù)目為3個)對亞麻的114個 LuGRAS 蛋白序列進行保守基序分析。使用 TBtools(https://www.tbtools.com/)將基因結(jié)構(gòu)、保守基序和亞麻系統(tǒng)發(fā)育樹繪制成圖。
1.5 亞麻GRAS染色體定位及共線性分析
從 figshare 網(wǎng)站下載亞麻基因組注釋gff3文件(https://figshare.com/articles/dataset/Annotation_files_for_Longya-10_genome/13614311)。利用TBtools(https://www.tbtools.com/)繪制染色體定位圖。通過 TBtools 的（“高級circus”模塊分析了 LuGRAS 家族114個成員的種內(nèi)共線性，并將其可視化。利用（“Dual system plot for MCscanx”模塊，對水稻、擬南芥和亞麻的GRAS基因的種間共線性進行了分析和可視化。
1.6 亞麻GRAS基因家族的表達模式及qRT-PCR分析
選取3個時期的莖組織、花后不同時期的種子、花瓣的RNA-seq數(shù)據(jù)通過微生信在線軟件(https://www.bioinformatics.com.cn/)繪制成 LuGRAS 基因家族的表達熱圖，RNA-seq數(shù)據(jù)來源于本試驗室先前測得的試驗數(shù)據(jù)(未發(fā)表)，轉(zhuǎn)錄豐度表示為每千堿基片段的外顯子模型每百萬映射讀取(FPKM)值。使用聯(lián)川生物在線軟件(https://www.omicstudio.cn/tool)繪制 LuGRAS 基因互作網(wǎng)絡(luò)圖。按照說明書，采用 RNAprep Pure 多糖多酚植物總RNA提取試劑盒(天根)提取總RNA，使用 FastKing cDNA 第一鏈合成試劑盒(去基因組)(天根)反轉(zhuǎn)錄為cDNA。用PrimerPremier5.0軟件對選定的 LuGRAS 基因進行特異性引物設(shè)計，內(nèi)參基因為LuGAPDH，引物信息見表1。按照天根 SuperReal PreMix Plus(SYBR Green)說明書中的指導(dǎo)，配置20μL的反應(yīng)體系進行qRT-PCR，并在7500 Real Time PCR System（BIO-RAD，USA）上進行操作。反應(yīng)程序為95℃15min；95℃10s，60℃32s，循環(huán)40次，根據(jù)2-ΔΔCt方法計算 LuGRAS 相對表達水平。使用 GraphPad Prism9 軟件進行數(shù)據(jù)分析并作圖。
表1 qRT-PCR引物信息
2 結(jié)果與分析
2.1 亞麻GRAS家族成員的全基因組鑒定
從亞麻基因組中鑒定出114個 LuGRAS 基因，根據(jù)其在染色體中的位置順序?qū)⑺鼈冎孛麨?/font> LuGRAS1~LuGRAS114 (表2)。114個 LuGRAS 蛋白的氨基酸數(shù)為135個(LuGRAS89)~1377(LuGRAS81)個。 LuGRAS 蛋白的等電點為4.44(LuGRAS86)～9.02(LuGRAS9)，平均等電點為5.96，表明大多 LuGRAS 蛋白是酸性的。LuGRAS蛋白的平均疏水系數(shù)都小于0，表明這些蛋白質(zhì)是親水的。
表2 亞麻GRAS基因家族的基本理化性質(zhì)
2.2 系統(tǒng)發(fā)育分析
將114個 LuGRAS 蛋白和37個 AtGRAS 蛋白的氨基酸序列構(gòu)建系統(tǒng)發(fā)育樹(圖1)。根據(jù)與 AtGRAS 蛋白的同源性，將114個 LuGRAS 蛋白分為10個亞家族：LAS、SCL4/7、HAM、SCR、DLT、SCL3、DELLA、PAT1、SHR和LISCL。LISCL亞家族成員數(shù)量最多，共有45個 LuGRAS 蛋白。SCL4/7和LAS亞家族包含兩個成員，SCR和SCL3中包含7個成員，在HAM、DELLA、PAT1、SHR和DLT中分別有14、13、12、11和1個 LuGRAS 成員。擬南芥共有37個 AtGRAS 蛋白，分布在LISCL亞家族的成員最多，共9個，最少的LAS、DLT和SCL3亞家族，只有1個成員。說明亞麻GRAS蛋白與擬南芥GRAS蛋白在不同亞族分布上存在差異。
圖1 亞麻（Lu）、擬南芥（At）系統(tǒng)發(fā)育樹
2.3 亞麻GRAS基因家族的基因結(jié)構(gòu)和基序組成
為了探究 LuGRAS 基因的進化歷程，通過 cDNA 與基因組序列比對揭示了其外顯子/內(nèi)含子結(jié)構(gòu)(圖2C)。在114個 LuGRAS 基因中，78個(68.42%)無內(nèi)含子，而36個(31.58%)含內(nèi)含子，其中多數(shù)僅含1~2個，僅少數(shù)(2個)含5個。此外，LuGRAS81含18個內(nèi)含子，暗示其可能經(jīng)歷了獨特的進化歷程。為了進一步研究 LuGRAS 蛋白的特征區(qū)域，使用在線MEME分析了114種 LuGRAS 蛋白質(zhì)的基序，共發(fā)現(xiàn)了3個不同的保守基序(圖2B)，86個 LuGRAS 蛋白(75.44%)含有基序1、基序2和基序3。有9個 LuGRAS 蛋白只含有基序1，LuGRAS40只含有基序2，LuGRAS12只含有基序3。結(jié)合系統(tǒng)進化分類來看，同一亞家族的成員具有相似的基因結(jié)構(gòu)和基序組成。例如，LAS和HAM亞族大部分只含有基序1和基序2，不含基序3。
圖2 亞麻GRAS蛋白系統(tǒng)進化樹(A)、蛋白保守基序(B)、基因結(jié)構(gòu)(C)
2.4 亞麻GRAS基因的染色體分布和同源性分析
除了位于未定位在染色體上的1個基因外，其余113個 LuGRAS 基因在15條染色體中分布不均(圖3)。Chr2和Chr8含有 LuGRAS 基因(16個基因,約14.04%)數(shù)量最多，其次是Chr3上的12個基因，以及Chr13上的9個基因。除了Chr1、Ch5、Chr6、Chr7、Chr10和Chr15，在其他染色體中均存在串聯(lián)重復(fù)序列。例如Chr1的LuGRAS2/LuGRAS3、Chr4的LuGRAS33/LuGRAS34。此外，在染色體之間檢測到70對節(jié)段重復(fù)基因(圖4)，其中Chr10有11對節(jié)段重復(fù)基因，Chr11 有13對節(jié)段重復(fù)基因。這些結(jié)果表明，串聯(lián)和節(jié)段重復(fù)可能是 LuGRAS 家族進化的主要驅(qū)動力。為了進一步推斷 LuGRAS 基因的進化關(guān)系，對亞麻與雙子葉植物(擬南芥)和單子葉植物(水稻)的GRAS基因家族成員進行研究(圖5)，結(jié)果發(fā)現(xiàn)，亞麻與擬南芥之間的同源GRAS基因?qū)?4對(圖5A)，與水稻之間的同源GRAS基因?qū)?8對(圖5B)，說明雙子葉植物之間的親緣關(guān)系更近。LuGRAS16、LuGRA36、LuGRAS41、LuGRAS43、LuGRAS63、LuGRAS64、LuGRAS65、LuGRAS82和LuGRAS108在擬南芥和水稻中都具有同基因座，表明這些在基因進化中發(fā)揮了重要作用。
圖3 亞麻GRAS家族成員染色體定位分析
圖4 亞麻 GRAS 基因的種內(nèi)共線圖
圖5 亞麻(Lu)與擬南芥(At)、水稻(Os)GRAS 基因種間共線圖
2.5 亞麻GRAS基因在不同組織不同時期的表達分析
基于 RNA-seq 數(shù)據(jù)繪制 LuGRAS 基因表達熱圖(圖6)，分析 LuGRAS 基因在不同組織不同時期的表達量變化模式。其中8個 LuGRAS 基因在花瓣、莖和種子中均沒有表達，這可能意味著它們在亞麻中存在組織特異性表達的現(xiàn)象。而其中106個 LuGRAS 基因則顯示出了特定的組織表達特性。通過聚類分析，這些表達的 LuGRAS 基因被分為了7個不同的組(A至G)。A組基因主要在花瓣中表達量較高，而在莖和葉組織中的表達量則較低或幾乎不表達。B組包含30個 LuGRAS 基因，這些基因在J2時期表達量較高。C組中的6個 LuGRAS 基因，其中5個在花瓣中表達，并且這些基因在S2時期的表達量相對較高。D組中的12個 LuGRAS 基因中，有7個在S1、S2、S3這3個時期均有表達。表明D組基因可能與種子的生長發(fā)育密切相關(guān)。E組的5個 LuGRAS 基因在S1時期的表達量尤為突出。F組中的3個LuGRAS 基因在S3時期的表達量較高。最后，G組中的16個 LuGRAS 基因在花瓣中的表達量較低，但其中有4個在J1時期高表達，2個在J3時期高表達。以上結(jié)果表明 LuGRAS 基因可能在亞麻生長發(fā)育過程中發(fā)揮著不同的作用。
注：HB代表花瓣，J1、J2、J3分別代表莖的快速生長期、花期、工藝成熟期，S1、S2、S3分別代表花后10、20、30d的種子。
圖6 亞麻 GRAS 基因在不同組織不同時期的表達熱圖
2.6 亞麻 GRAS 基因在不同濃度赤霉素處理后的表達模式
在深入研究亞麻和擬南芥的GRAS家族成員間的進化關(guān)系后，挑選了8個具有潛在研究價值的 LuGRAS 基因，采用 qRT-PCR 技術(shù)進行表達模式分析。結(jié)果表明，在赤霉素的作用下， LuGRAS 基因的表達呈現(xiàn)出復(fù)雜而多變的模式。具體來說，在100mg/mL的赤霉素濃度下，LuGRAS49、LuGRAS94和LuGRAS99在3h時顯著上調(diào)，表明這些基因?qū)Τ嗝顾氐捻憫?yīng)較為迅速。此外，LuGRAS36、LuGRAS49、LuGRAS50、LuGRAS94和LuGRAS99在48h時也呈現(xiàn)上調(diào)趨勢，表明這些基因的表達可能受到赤霉素的長時間影響。當(dāng)赤霉素濃度提升至300mg/mL時， LuGRAS 基因的表達變化更為復(fù)雜。LuGRAS36、LuGRAS50、LuGRAS94、LuGRAS97和 LuGRAS99 基因在初始階段表現(xiàn)出上調(diào)趨勢，隨后又出現(xiàn)下調(diào)，最終再次上調(diào)，這種先升后降再升的模式可能反映了這些基因在應(yīng)對高濃度赤霉素時的復(fù)雜調(diào)控機制。尤其值得關(guān)注的是LuGRAS50在3h顯著上調(diào)，LuGRAS36、LuGRAS49、LuGRAS94和LuGRAS99 在12h顯著上調(diào)，這些時間點可能是這些基因響應(yīng)赤霉素的關(guān)鍵階段。
圖7 在100mg/mL和300mg/mL赤霉素處理后不同時間段亞麻 GRAS 基因的表達
2.7 亞麻 GRAS 基因共表達網(wǎng)絡(luò)分析
利用 RNA-seq 數(shù)據(jù)對選取的8個 LuGRAS 基因的表達水平進行了相關(guān)分析(圖8)。結(jié)果表明，LuGRAS50 與 LuGRAS94 的表達模式顯示出極高的正相關(guān)性，它們之間的相關(guān)系數(shù)高達0.96，表明這兩個基因在表達調(diào)控上可能存在緊密的聯(lián)系。LuGRAS28 與 LuGRAS97 相關(guān)系數(shù)為0.89。同樣地，LuGRAS28 與 LuGRAS49相關(guān)系數(shù)達到0.85。進一步分析發(fā)現(xiàn)，LuGRAS38 與 LuGRAS50 之間的表達模式呈現(xiàn)出明顯的負相關(guān)性，其相關(guān)系數(shù)低至—0.89；LuGRAS38 與 LuGRAS94 的負相關(guān)系數(shù)為—0.86。以上結(jié)果表明，LuGRAS38 可能與 LuGRAS50 及 LuGRAS94在功能或調(diào)控機制上存在某種程度的拮抗作用，為后續(xù)的功能驗證及機制探索提供了重要線索。
圖8 亞麻 GRAS 基因表達的相關(guān)性圖
3 討論
GRAS 基因家族在植物生長發(fā)育、光敏信號傳導(dǎo)和脅迫反應(yīng)過程中發(fā)揮著重要作用[13-14]，目前，已經(jīng)在多種植物中對該基因家族進行了研究，但在亞麻中還尚未見研究報道。本研究對亞麻GRAS基因家族進行了全基因組分析，共鑒定出114個家族成員，分為10個亞家族。番茄53個[15]、板栗48個[16]，均少于本研究。大豆[17]、小麥[18]中分別鑒定到117個、188個GRAS成員。這些物種中GRAS成員個數(shù)均多于本研究亞麻GRAS基因個數(shù)。分布同一亞家族或分支的GRAS基因可能具有相似的功能。AtSHR 和 AtSCR 蛋白在根和莖的徑向發(fā)育中扮演重要角色[19]，而與其劃分在同一組內(nèi)同源性較高的 LuGRAS 基因也可能存在類似功能。
外顯子-內(nèi)含子組織分析顯示，78個(68.42%) LuGRAS 基因不含內(nèi)含子(圖2)，而在荔枝[20]、番茄[15]和谷子[21]中GRAS基因的比例分別為81.3%、77.4%和64.91%。植物中無內(nèi)含子基因在GRAS基因家族中所占的比例較高，說明GRAS蛋白的進化關(guān)系密切。節(jié)段和串聯(lián)重復(fù)都是GRAS基因家族擴增的重要貢獻者。除了串聯(lián)重復(fù)外，相當(dāng)多的LuGRAS家族成員來自節(jié)段重復(fù)事件。與單子葉植物相比，雙子葉植物中的GRAS成員與已鑒定的LuGRAS成員表現(xiàn)出更好的同源性(圖5)。因此推測GRAS成員之間的同基因相關(guān)性可能與物種的進化分化有關(guān)。總之，不同物種同基因GRAS成員的交叉可能有助于對GRAS進化進行相關(guān)探索。
基因的表達模式在一定程度上決定著基因功能。GRAS基因家族功能十分廣泛，水稻中 DLT 亞家族的同源基因 OsGRAS29 通過調(diào)節(jié)油菜素內(nèi)酯信號來影響水稻的高度和分蘗[22]。SCL3 能夠減弱根內(nèi)皮層中的 DELLA 抑制因子，并整合和維持功能性赤霉素通路以調(diào)節(jié)根的發(fā)育過程[23]，并且 SCL3 和 DELLA 在控制下游赤霉素反應(yīng)和上游赤霉素生物合成基因方面相互拮抗[24]。結(jié)合 RNA-seq 數(shù)據(jù)，114個 LuGRAS 基因根據(jù)表達變化可以分為7個組，其中B組和G組中的 LuGRAS 基因主要在莖的發(fā)育階段表達。根據(jù)系統(tǒng)發(fā)育分析，挑選出8個具有潛在研究價值的 LuGRAS 基因通過 qRT-PCR進一步驗證，結(jié)果發(fā)現(xiàn)，這些基因能夠不同程度地響應(yīng)赤霉素反應(yīng)，有4個基因(LuGRAS49、LuGRAS50、LuGRAS94和LuGRAS99)表達量變化明顯，說明 LuGRAS 基因可能參與亞麻對赤霉素的響應(yīng)。結(jié)合互作網(wǎng)絡(luò)預(yù)測和基因表達相關(guān)性分析的結(jié)果，觀察到LuGRAS38可能與LuGRAS50及LuGRAS94 存在一定互作關(guān)系。
4 結(jié)論
本研究基于亞麻全基因組數(shù)據(jù)共鑒定出114個亞麻GRAS基因成員，分為10個亞家族。不同亞家族間具有不同的蛋白結(jié)構(gòu)及表達模式。LuGRAS 基因在花、莖、種子中的表達量差異較大，表明 LuGRAS 基因的表達具有組織特異性。有4個LuGRAS 基因經(jīng)赤霉素處理后不同時間段的表達量變化明顯。特別值得關(guān)注的是，LuGRAS38、LuGRAS50 和 LuGRAS94 均表現(xiàn)出對赤霉素的積極響應(yīng)，并且它們之間的相關(guān)系數(shù)較高，表明這三個基因可能參與亞麻對赤霉素的響應(yīng)從而調(diào)控亞麻的生長發(fā)育，但具體的功能還需進一步驗證。本研究為解析亞麻 LuGRAS 基因響應(yīng)赤霉素的分子機制提供了科學(xué)依據(jù)，并為通過基因工程進一步研究 LuGRAS 基因在亞麻生長發(fā)育中的功能提供了有價值的基礎(chǔ)。
參考文獻
[1] BOLLE C. The role of GRAS proteins in plant signal transduction and development[J]. Planta, 2004, 218(5): 683-692.
[2] 殷龍飛,張中保,于榮,等.植物GRAS家族蛋白結(jié)構(gòu)和功能的研究進展[J].分子植物育種,2019,17(19):6323-6331.
[3] Hakoshima T. Structural basis of the specific interactions of GRAS family proteins[J]. FEBS Letters, 2018, 592(4): 489-501.
[4] ZHANG Q Q, WANG J G, WANG L Y, et al. Gibberellin repression of axillary bud formation in Arabidopsis by modulation of DELLA-SPL9 complex activity[J]. Journal of Integrative Plant Biology, 2020, 62(4): 421-432.
[5] DUTTA M, SAHA A, MOIN M, et al. Genome-wide identification, transcript profiling and bioinformatic analyses of GRAS transcription factor genes in rice[J]. Frontiers in Plant Science, 2021, 12: 777285.
[6]GUO Y Y, WU H Y, LI X, et al. Identification and expression of GRAS family genes in maize (Zea mays L.)[J]. PLoS One, 2017, 12(9): e0185418.
[7] SUN X L, XUE B, JONES W T, et al. A functionally required unfoldome from the plant Kingdom: intrinsically disordered Nterminal domains of GRAS proteins are involved in molecular recognition during plant development[J]. Plant Molecular Biology, 2011, 77(3): 205-223.
[8] FENG J, CHENG L C, ZHU Z Y, et al.GRAS transcription factor LOSSOF AXILLARY MERISTEMS is essential for stamen and runner formationin wild strawberry[J]. Plant Physiology, 2021, 186(4): 1970-1984.
[9] MUNTHA S T, ZHANG L L, ZHOU Y F, et al. Phytochrome A signal transduction 1 and CONSTANS-LIKE 13 coordinately orchestrate shoot branching and flowering in leafy Brassica juncea[J]. Plant Biotechnology Journal, 2019, 17(7): 1333-1343.
[10] 伍葉娜,潘根,姜慧,等.亞麻全基因組關(guān)聯(lián)分析研究進展[J].中國麻業(yè)科學(xué),2022,44(2):109-118.
[11] 李彩鳳,趙東升.赤霉素對亞麻過氧化物酶及主要農(nóng)藝性狀的影響[J].作物雜志,2009(4):38-41.
[12] Gorshkova T A, Ageeva M, Chemikosova S, et al. Tissue-specific processes during cell wall formation in flax fiber[J]. Plant Biosystems-an International Journal Dealing with All Aspects of Plant Biology,2005, 139(1): 88-92.
[13] WASEEM M, NKURIKIYIMFURA O, NIYITANGA S, et al. GRAS transcription factors emerging regulator in plants growth, development, and multiple stresses[J]. Molecular Biology Reports, 2022, 49(10): 9673-9685.
[14] Neves C, Ribeiro B, Amaro R, et al. Network of GRAS transcription factors in plant development, fruit ripening and stress responses[J]. Horticulture Research, 2023, 10(12): uhad220.
[15] HUANG W, XIAN Z Q, KANG X, et al. Genome-wide identification, phylogeny and expression analysis of GRAS gene family in tomato[J]. BMC Plant Biology, 2015, 15(1): 209.
[16] YU L Y, HUI C, HUANG R M, et al. Genome-wide identification, evolution and transcriptome analysis of GRAS gene family in Chinese chestnut (Castanea mollissima)[J]. Frontiers in Genetics, 2023, 13: 1080759.
[17] WANG L, DING X L, GAO Y Q, et al. Genome-wide identification andcharacterization of GRAS genes in soybean (Glycine max)[J]. BMC Plant Biology, 2020, 20(1): 415.
[18] LIU Y F, WANG W. Characterization of the GRAS gene family reveals their contribution to the high adaptability of wheat[J]. PeerJ, 2021, 9: e10811.
[19] CUI H C, Levesque M P, Vernoux T, et al. An evolutionarily conserved mechanism delimiting SHR movement defines a single layer of endodermis in plants[J]. Science, 2007, 316(5823): 421-425.
[20] CHEN J W, YAN Q, LI J W, et al. The GRAS gene family and its roles in seed development in Litchi (Litchi chinensis Sonn)[J]. BMC Plant Biology, 2021, 21(1): 423.
[21] FAN Y, WEI X B, LAI D L, et al. Genome-wide investigation of theGRAS transcription factor family in foxtail millet (Setaria italica L.)[J]. BMC Plant Biology, 2021, 21(1): 508.
[22] TONG H N, JIN Y, LIU W B, et al. DWARF AND LOW-TILLERING, a new member of the GRAS family, plays positive roles in brassinosteroid signaling in rice[J]. The Plant Journal, 2009, 58(5): 803-816.
[23] Heo J O, Chang K S, Kim I A, et al. Funneling of gibberellin signaling by the GRAS transcription regulator SCARECROW-LIKE 3 in the Arabidopsisroot[J]. Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America, 2011, 108(5): 2166- 2171.
[24] ZHANG Z L, Ogawa M, Fleet C M, et al. SCARECROW-LIKE 3 promotes gibberellin signaling by antagonizing master growth repressor DELLA in Arabidopsis[J]. Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America, 2011, 108(5): 2160-2165.
文章摘自:李靜，華鑫濤，楊蕓，魯若妍，劉暢，孫健，戴志剛，謝冬微．亞麻GRAS基因家族的全基因組分析及其對外源赤霉素的響應(yīng)研究[J/OL]．中國麻業(yè)科學(xué).https://link.cnki.net/urlid/43.1467.S.20250123.1749.002。
